Name: auditory brainstem response and outer hair cell whole-cell patch clamp recording in postnatal rats
Uploaded: 2018-05-24T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Auditory Brainstem Response and Outer Hair Cell Whole-cell Patch Clamp Recording in Postnatal Rats at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי מענקים התוכנית 973 (2014CB943002), את נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (11534013, 31500841).

כל הפרוטוקולים ניסיוני מעורבים בנושאים בעלי חיים אושרו על ידי ועדת האתיקה חיה של האוניברסיטה הרפואית בדרום.
1. מכינים את פתרונות לניסויים
<ol><li>להכין ההרדמה (ראה טבלה של חומרים): סודיום פנטוברביטל 1.5% מומס ddH2O.</li>
	<li>להכין את הפתרון לנתיחה (ראה טבלה של חומרי?...

<ol>
	<li>He, D. Z., Zheng, J., Kalinec, F., Sacchi Kakehata, S. S. a. n. t. o. s. -., J, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tuning+in+to+the+amazing+outer+hair+cell:+membrane+wizardry+with+a+twist+and+shout.">Tuning in to the amazing outer hair cell: membrane wizardry with a twist and shout.</a> J Membr Biol. 209, 119-134 (2006).</li><li>Dallos, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cochlear+amplification,+outer+hair+cells+and+prestin.">Cochlear amplification, outer hair cells and prestin.</a> Curr Opin Neurobiol. 18, 370-376 (2008).</li><li>Zheng, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prestin+is+the+motor+protein+of+cochlear+outer+hair+cells.">Prestin is the motor protein of cochlear outer hair cells.</a> Nature. 405, 149-155 (2000).</li><li>Abe, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+expression+of+the+outer+hair+cell+motor+prestin+in+the+mouse.">Developmental expression of the outer hair cell motor prestin in the mouse.</a> J Membr Biol. 215, 49-56 (2007).</li><li>Waguespack, J., Salles, F. T., Kachar, B., Ricci, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stepwise+morphological+and+functional+maturation+of+mechanotransduction+in+rat+outer+hair+cells.">Stepwise morphological and functional maturation of mechanotransduction in rat outer hair cells.</a> J Neurosci. 27, 13890-13902 (2007).</li><li>Zhang, L. I., Bao, S., Merzenich, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persistent+and+specific+influences+of+early+acoustic+environments+on+primary+auditory+cortex.">Persistent and specific influences of early acoustic environments on primary auditory cortex.</a> Nat Neurosci. 4, 1123 (2001).</li><li>De, V. -. S. E., Chang, E. F., Bao, S., Merzenich, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Critical+period+window+for+spectral+tuning+defined+in+the+primary+auditory+cortex+(A1)+in+the+rat.">Critical period window for spectral tuning defined in the primary auditory cortex (A1) in the rat.</a> J Neurosci. 27, 180-189 (2007).</li><li>He, D. Z., Evans, B. N., Dallos, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+appearance+and+development+of+electromotility+in+neonatal+gerbil+outer+hair+cells.">First appearance and development of electromotility in neonatal gerbil outer hair cells.</a> Hearing Res. 78, 77-90 (1994).</li><li>Hang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synchronized+Progression+of+Prestin+Expression+and+Auditory+Brainstem+Response+during+Postnatal+Development+in+Rats.">Synchronized Progression of Prestin Expression and Auditory Brainstem Response during Postnatal Development in Rats.</a> Neural Plast. , 4545826 (2016).</li><li>Ehret, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+absolute+auditory+thresholds+in+the+house+mouse+(Mus+musculus).">Development of absolute auditory thresholds in the house mouse (Mus musculus).</a> J Am Audiol Soc. 1, 179-184 (1976).</li><li>M&#248;ller, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Hearing:anatomy, physiology, and disorders of the auditory system. , (2006).</li><li>He, D. Z., Zheng, J., Edge, R., Dallos, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+cochlear+inner+hair+cells.">Isolation of cochlear inner hair cells.</a> Hearing Res. 145, 156-160 (2000).</li><li>Tang, J., Pecka, J. L., Tan, X., Beisel, K. W., He, D. Z. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineered+Pendrin+Protein,+an+Anion+Transporter+and+Molecular+Motor.">Engineered Pendrin Protein, an Anion Transporter and Molecular Motor.</a> J Biological Chem. 286, 31014-31021 (2011).</li><li>Fu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Effects+of+Urethane+on+Rat+Outer+Hair+Cells.">The Effects of Urethane on Rat Outer Hair Cells.</a> Neural Plast. 2016, 1-11 (2016).</li></ol>

בחולדות צעיר יותר היום ה-11, אין פוטנציאל פעולה בתגובה לגירוי צליל יכול להיות שנצפו בקליפת השמיעה6,7. לכן, כמחנכת היום ה-11 מתואר "תחילת הדיון"10. פיתוח שמיעה פונקציה לפני תחילת הדיון היה לא טוב למד עדיין. באמצעות השיטה דומה עבור הקלטת ABR למבוגרים, נדג...

שתי פונקציות שונות של שבלולי תאים שיער החישה הם חיוניים עבור יונקים שמיעה: mechanoelectric התמרה חושית (MET) ו- electromotility1,2. על ידי ערוצי MET ממוקם על הצרור שיער, IHCs (IHCs) OHCs המר רטט קול לתוך שינויי פוטנציאל ממברנה, כמו גם את האותות החשמליים של ספירלה innervated גנגליון נוירונים. OHCs לשנות את אורכם תא עם קרום פוטנציאליים ומגבירים את הרטט של קול ברמה נמוכה. פעילות זו כינה electromotility נגזר על ידי prestin חלבון המנוע ממוקם בקיר הלטראלי של OHCs3.
במינים רבים כולל מכרסמים, הפונקציה שמיעה היא בשלה4,מוקדמת אפוק כמחנכת5. אין פוטנציאל פעולה בתגובה אותות קול יכול להתגלות בקליפת המוח השמיעתית לפני6,תחילת7שמיעה. התפתחות המורפולוגיה והתפקוד של שבלול נחקרה נרחב העכבר, גרביל, עכברוש-4,-5,-8. Mechanotransduction ואת electromotility של תאים שיער מפותחים גם בתחילת החיים אפוק5.
על מנת להעריך את הרגישות שמיעה של חולדות בגילאים שונים כמחנכת, פיתחנו שיטה של גזע המוח השמיעתית תגובה (ABR) הקלטה עכברוש הגורים. תיקון שלם-תא קלאמפ היא טכנולוגיה אידיאלי כדי לחקור את OHCs electrophysiologically. עם זאת, בהשוואה את המלחציים תיקון הופיעה נוירונים ותאי אפיתל אחרים, שיעור נמוך של תאים שלמים איטום מוגבלת החקירה של electromotility של OHCs מבודדים.
כאן נתאר הליך כדי לחקור את OHCs מורפולוגית, electrophysiologically ב שבלול בחריפות הפומבית של חולדות כמחנכת. בשיטה זו יכול להיות שונה כדי לחקור את המנגנונים המולקולריים המסדירים הפנימי תא שיער התפתחות ותפקוד.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Anesthetic</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pentobarbital sodium</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P3761</td>
			<td>1.5% in water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissection solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leiboviz&#39;s L-15 Medium</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>41300-039</td>
			<td>1 pack in 1 L water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Collagenase IV</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C5138</td>
			<td>2 mg/mL in L-15</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>7365-45-9</td>
			<td>10 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Immunostaining solutions</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PBS</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10010023</td>
			<td>PH 7.3</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraformaldehyde</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>158127</td>
			<td>4% in PBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triton X-100</td>
			<td>Amresco</td>
			<td>ZS-0694</td>
			<td>0.3% in PBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Normal goat serum</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>10000C</td>
			<td>10% in PBS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>prestin antibody</td>
			<td>Santa Cruz</td>
			<td>SC-22694</td>
			<td>dil 1:200</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alexa Fluor 488-conjugated antibody</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>A-11055</td>
			<td>dil 1:600</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phalloidin-Tetramethylrhodamine B isothiocyanate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P1951</td>
			<td>dil 1:200</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>Solarbio</td>
			<td>C0060</td>
			<td>dil 1:20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extracellular solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leiboviz&#39;s L-15 Medium</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>41300-039</td>
			<td>1 pack in 1 L water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>7365-45-9</td>
			<td>10 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Intracellular solution</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CsCl</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>7647-17-8</td>
			<td>140 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgCl2</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>7791-18-6</td>
			<td>2 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGTA</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>67-42-5</td>
			<td>10 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HEPES</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>7365-45-9</td>
			<td>10 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Osmometer</td>
			<td>Gonotec</td>
			<td>OSMOMAT 3000 basic</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forcep</td>
			<td>WPI</td>
			<td>14095</td>
			<td>Tweezers dumont</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette puller</td>
			<td>Sutter Instrument</td>
			<td>MODLE-P97</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro Forge</td>
			<td>Narishigen</td>
			<td>MF-830</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mini Operating System</td>
			<td>Sutter Instrument</td>
			<td>MP-285</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MultiClamp</td>
			<td>Axon</td>
			<td>700B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low-Noise Data Acquisition System</td>
			<td>Axon</td>
			<td>1440A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ES1 speaker</td>
			<td>Tucker-Davis Technologies</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TDT system 3</td>
			<td>Tucker-Davis Technologies</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Software</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SigGenRP software</td>
			<td>Tucker-Davis Technologies</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BioSigRP software</td>
			<td>Tucker-Davis Technologies</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>jClamp</td>
			<td>Scientific Solutions</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Animal</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SD rat</td>
			<td>Experimental Animal Center of Southern Medical University</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

auditory brainstem response and outer hair cell whole-cell patch clamp recording in postnatal rats

תא שיער החיצוני הוא אחד משני הסוגים של תאי חישה שיער ב שבלול יונקים. הם לשנות אורכם תא עם הקולטן פוטנציאליים כדי להגביר את הרטט חלש של אותות קול ברמה נמוכה. מורפולוגיה ורכוש אלקטרופיזיולוגיות של תאים שיער החיצוני (OHCs) להתפתח מוקדם הגילאים כמחנכת. ההבשלה של תא שיער החיצוני יכול לתרום להתפתחות של מערכת השמיעה. עם זאת, התהליך של פיתוח OHCs לא למדה היטב. זה גם בגלל הקושי למדוד את תפקידם על ידי גישה אלקטרופיזיולוגיות. במטרה לפתח שיטה פשוטה כדי לטפל בבעיה לעיל, כאן אנו מתארים פרוטוקול צעד אחר צעד כדי ללמוד את הפונקציה של OHCs ב שבלול בחריפות הפומבית של חולדות כמחנכת. בשיטה זו, אנו יכולים להעריך את התגובה שבלולי לגירויים צליל טהור, לבחון את רמת הביטוי והתפקוד של prestin חלבון מנוע ב- OHCs. שיטה זו יכולה לשמש גם כדי לחקור את תאי השיער הפנימי (IHCs).

ABR יכול להיות ממיתוס עכברוש מרדימים גורים שגילם יום כמחנכת 7 (P7) באמצעות התפרצויות צליל טהור (איור 1 א'). כפי שמוצג באיור 1B, ואת ABR המתקבל הגורים עכברים הראה רק 3-4 גלים ברורים עם משרעת קטן. בדרך כלל, עד שבע הפסגות נצפו ב ואת ABR למבוגרים בעלי חיים (<...

Watch this Scientific Journal Video about Auditory Brainstem Response and Outer Hair Cell Whole-cell Patch Clamp Recording in Postnatal Rats at JoVE.com

Auditory Brainstem Response and Outer Hair Cell Whole-cell Patch Clamp Recording in Postnatal Rats

פרוטוקול זה מתאר שיטות כדי להקליט התגובה גזע המוח של עכברוש לאחר הלידה הגורים. לבחון התפתחות תפקודית של תאים שיער החיצוני, ההליך ניסיוני של קלאמפ תיקון שלם-תא הקלטה בתאים מבודדים שיער החיצוני מתואר צעד אחר צעד.

גזע המוח השמיעתית תגובה והקלטה החיצוני תא שיער תיקון שלם-תא קלאמפ בחולדות כמחנכת

The outer hair cell is one of the two types of sensory hair cells in the mammalian cochlea. They alter their cell length with the receptor potential to ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Patch Clamp Recordings in Inner Ear Hair Cells Isolated from Zebrafish

הקלטות קלאמפ תיקון בתאי שיער באוזן פנימיים מבודדות מדג הזברה

Patch  clamp analyses of the voltage-gated channels in sensory hair cells isolated  from a variety of species have been described previously1-4 but this  ...

Whole Cell Patch Clamp for Investigating the Mechanisms of Infrared Neural Stimulation

הצמד תיקון נייד לכל חוקר את המנגנונים של גירוי עצבי אינפרא אדום

It has been  demonstrated in recent years that pulsed, infrared laser light can be used to  elicit electrical responses in neural tissue, independent of ...

Whole-cell Patch-clamp Recordings from Morphologically- and Neurochemically-identified Hippocampal Interneurons

הקלטות תיקון מהדק כל התא מMorphologically- וinterneurons היפוקמפוס זיהה Neurochemically

GABAergic inhibitory interneurons play a central role within neuronal circuits of the brain. Interneurons comprise a small subset of the neuronal ...

Whole-cell Patch-clamp Recordings in Brain Slices

הקלטות תיקון מהדק כל תא פרוסות המוח

Whole-cell patch-clamp recording is an electrophysiological technique that allows the study of the&#160;electrical properties of a substantial part of the ...

Whole-cell Patch-clamp Recordings for Electrophysiological Determination of Ion Selectivity in Channelrhodopsins

תא שלם תיקון מהדק הקלטות עבור קביעת electrophysiological של יון סלקטיביות ב Channelrhodopsins

Over the past decade, channelrhodopsins became indispensable in neuroscientific research where they are used as tools to non-invasively manipulate ...

Preparations and Protocols for Whole Cell Patch Clamp Recording of Xenopus laevis Tectal Neurons

Preparations and Protocols for Whole Cell Patch Clamp Recording of Xenopus laevis Tectal Neurons

ההכנות ופרוטוקולים עבור כל תא, תיקון קלאמפ הקלטה של נוירונים Tectal צפרדע רפואית זריזה

The Xenopus tadpole retinotectal circuit, comprised of the retinal ganglion cells (RGCs) in the eye which form synapses directly onto neurons in the optic ...

Cochlear Implant Surgery and Electrically-evoked Auditory Brainstem Response Recordings in C57BL/6 Mice

ניתוח שתל שבלולי והקלטות תגובה חשמלית עורר גזע המוח בעכברים C57BL/6

Cochlear implants (CIs) are neuroprosthetic devices that can provide a sense of hearing to deaf people. However, a CI cannot restore all aspects of ...

Preparation of Acute Spinal Cord Slices for Whole-cell Patch-clamp Recording in Substantia Gelatinosa Neurons

הכנה של חוט השדרה חריפה פרוסות תאים כל תיקון-קלאמפ הקלטה בנוירונים הסובסטנציה Gelatinosa

Recent whole-cell patch-clamp studies from substantia gelatinosa (SG) neurons have provided a large body of information about the spinal mechanisms ...

Evaluation of Synaptic Multiplicity Using Whole-cell Patch-clamp Electrophysiology

הערכה של ריבוי סינפטית באמצעות תאים כל תיקון-קלאמפ אלקטרופיזיולוגיה

In the central nervous system, a pair of neurons often form&#160;multiple synaptic contacts and/or functional neurotransmitter release sites (synaptic ...

Evaluation of Auditory Brainstem Response in Chicken Hatchlings

הערכה של תגובת גזע המוח השמיעתי באבקועים עופות

The auditory brainstem response (ABR) is an invaluable assay in clinical audiology, non-human animals, and human research. Despite the widespread use of ...